Le corps humain a une connexion profonde avec l’électricité. La transmission des impulsions électriques est responsable du mouvement de nos membres, du fonctionnement de nos organes, de la formation et du rappel des souvenirs. Les signatures des différents signaux électriques émanant de notre corps peuvent être des signes révélateurs de notre santé, et une secousse électrique peut littéralement nous ramener au bord de la mort.
Mais alors que ces choses sont connues depuis longtemps à propos de l’électricité qui circule constamment dans notre corps, ce qui a été découvert plus récemment est le rôle que la « bioélectricité » joue dans la formation de notre corps. Il s’avère que chaque type de cellule qui nous compose a une signature bioélectrique unique, un signal de tension qui est utilisé pour communiquer avec d’autres cellules et faire mûrir les cellules souches en cellules spécialisées. Par exemple, on a récemment découvert qu’à mesure que nous nous développons dans l’utérus, la bioélectricité est chargée de guider le fœtus en croissance vers la forme humaine normale avec deux bras, deux jambes, deux yeux, etc. in utero la perturbation de ces signaux électriques peut entraîner des malformations congénitales.
Une meilleure compréhension du rôle de la bioélectricité dans nos cellules pourrait avoir des impacts massifs en médecine, affectant la façon dont nous abordons l’ingénierie tissulaire et la médecine régénérative. Et si l’interruption des signaux bioélectriques peut empêcher les cellules de se propager, la perturbation des signaux de tension des cellules cancéreuses pourrait les empêcher de métastaser.
Les dimensions électriques et les propriétés de nos cellules, les tissus qu’elles collaborent pour former, et les forces électriques qui sont impliquées dans chaque aspect de la vie peuvent être appelées notre «électrome», qui est le sujet que Sally Adee, une scientifique indépendante basée à Londres et écrivain technologique, partage tout dans son livre récemment publié, Nous sommes électriques. Le livre couvre plus de 200 ans de recherche, depuis les expériences de Luigi Galvani sur les cuisses de grenouilles à la fin des années 1700 jusqu’à la popularité des « électroceutiques » au cours de la dernière décennie. Mais malgré la longue histoire de la recherche, l’électricité thérapeutique a également eu sa juste part de charlatanisme et d’imposture, ce qui, selon Adee, a eu un impact négatif sur le rythme de la recherche dans ce domaine, ainsi que sur son acceptation dans l’éducation.
Sally a eu la gentillesse de nous en dire plus sur le making of Nous sommes électriques et ce qu’elle pense être à l’horizon pour l’électrome humain.
Pouvez-vous nous parler un peu de votre parcours et de la façon dont vous avez fini par écrire sur le code électrique du corps ?
Sally Adée : J’ai commencé ma carrière de journaliste au magazine d’ingénierie appelé Spectre IEEE, où j’ai écrit sur le matériel et les logiciels nécessaires pour créer des interfaces neuronales, par exemple pour intégrer des prothèses dans le système nerveux. Ce fut ma première rencontre avec ces idées sur la lecture et l’écriture sur les signaux électriques endogènes du cerveau.
Beaucoup de gens avaient essayé de déchiffrer et de manipuler ce «code neuronal». J’ai passé beaucoup de temps à essayer de comprendre comment fonctionne l’électricité endogène dans notre cerveau et comment on peut s’y connecter à l’aide d’appareils électroniques. Ainsi, lorsque j’ai rencontré le chercheur en bioélectricité Michael Levin et qu’il a proposé que le système nerveux n’est qu’un des nombreux mécanismes de signalisation bioélectrique dans le corps, je suis tombé dans un trou de lapin profond. J’ai commencé à lire des articles universitaires dont je n’avais jamais entendu parler, sur la signalisation électrique dans le développement et la cicatrisation des plaies – pas dans des publications de niche, mais dans des endroits comme Nature. Mais l’électricité ne faisait pas partie d’un cadre accepté du fonctionnement du corps. Mais pourquoi? Puis j’ai commencé à lire l’histoire des faux pas dans l’application de l’électricité en biologie. Honnêtement, à partir de là, le livre s’est à peu près écrit.
Nous sommes électriques exploré de nombreuses applications différentes de l’électricité en médecine. Certains ont été perçus comme du charlatanisme, certains ont échoué à cause de la politique, et beaucoup n’ont tout simplement pas pu être étudiés chez suffisamment d’humains pour valider les affirmations. Selon vous, quelles sont les applications les plus prometteuses de la bioélectricité à l’heure actuelle ?
Adée : À l’heure actuelle, les applications à court terme les plus prometteuses se situent dans les contextes des neurosciences. Ainsi, par exemple, Grégoire Courtine et Jocelyne Bloch travaillent sur un pontage neuronal qui prend les signaux d’intention du cerveau et les achemine au-delà d’une blessure à la colonne vertébrale pour activer les neurones restants dans la colonne vertébrale. C’est quelque chose d’extraordinaire.
Il existe de nombreuses autres façons d’utiliser la stimulation électrique pour régler les maladies et les troubles du système nerveux. Et c’est en grande partie parce que la signalisation électrique est comprise comme un mécanisme non controversé en neurosciences. Et donc les gens ont dépensé de l’argent et du temps et d’autres ressources pour étudier comment manipuler et comprendre ces signaux électriques, avec un grand gain.
Nous n’avons pas eu autant de ressources investies dans d’autres façons dont la signalisation électrique fonctionne en biologie. Ainsi, par exemple, sa fonction dans la cicatrisation des plaies, ou dans le développement, ou même peut-être dans le cancer.
Pour la cicatrisation qui commence à changer. Un projet DARPA de 16 millions de dollars a la bioélectricité dans le cadre de la suite de mécanismes qu’il souhaite utiliser pour accélérer la guérison des plaies catastrophiques. Il y a maintenant de plus en plus de projets autour de l’exploitation des champs électriques endogènes générés par le corps pour guérir les blessures. En écho aux débuts de la neurotechnologie, ces nouveaux projets sont initialement axés sur l’aide aux patients pour qui la nouvelle intervention technologique est un dernier recours, comme les personnes qui ont des ulcères non cicatrisants. Si ces appareils fonctionnent, l’argent suivra, et à partir de là tout le reste. J’espère que les gens commenceront à voir la situation dans son ensemble et commenceront à jeter de l’argent sur une science fondamentale très fondamentale autour de l’électrome.
Selon vous, quels sont les principaux obstacles à une adoption plus large de la bioélectricité ?
Adée : Je pense que c’est un problème de narration – la science est sujette à la mode tout autant que n’importe quelle autre entreprise humaine. Et le récit actuel est que les gènes sont les étoiles du développement cellulaire, du cancer. Si vous comprenez la génétique, vous comprenez tout. Mais il y a un autre acteur, les propriétés électriques des cellules.
Il y a maintenant une prise de conscience très lente de l’importance fonctionnelle des signaux électriques qui déplacent tous ces bits. Si nous pouvions développer de vastes programmes pour étudier ce qui sous-tend toute cette fonctionnalité électrique – et son impact sur l’expression des gènes, la libération d’hormones et les changements mécaniques, je pense que tout le reste prendrait soin de lui-même. La compréhension est la première étape, générant de nouvelles idées, technologies et hypothèses, et celles-ci deviennent des cycles vertueux qui créent des avancées, comme nous l’avons vu dans les neurosciences.
Mais cela doit commencer par la prise de conscience que ces choses existent vraiment et ne sont pas le rêve d’un charlatan.
Vous discutez de la difficulté d’accepter la bioélectricité par la communauté universitaire pour diverses raisons : c’est interdisciplinaire, elle a été historiquement injustement associée au charlatanisme, et c’est encore un domaine de recherche relativement nouveau. Comment envisagez-vous que l’incorporation de la bioélectricité dans le programme d’études universitaires de premier cycle ou des cycles supérieurs vous ressemble idéalement ?
Adée : Quelle excellente question et avec laquelle je me bats depuis la publication.
Il a été posé par beaucoup de gens qui sont entrés en contact après avoir lu mon livre. Certains veulent savoir comment leurs enfants peuvent étudier ce genre de choses à l’école. D’autres veulent savoir quelle voie pourrait mener à des études supérieures formelles en bioélectricité.
« Oh c’est facile » ai-je pensé et l’ai transmis aux éditeurs du journal Bioélectricité. En fait, ce n’était pas « facile ». Certains chercheurs pensent que vous pourriez commencer par un programme standard de neurosciences axé sur l’électrophysiologie, ce qui vous mènerait parfaitement à la physique des canaux ioniques. À partir de là, vous explorerez les canaux ioniques dans d’autres cellules, dans le développement et la guérison, en oncologie, et comment tout cela s’interface avec la génétique.
Cependant, d’autres ne sont pas d’accord pour dire qu’il devrait être enseigné formellement. Ils aiment les voies autodéterminées et non descendantes qui ont conduit la génération actuelle de chercheurs en bioélectricité à trouver leur chemin vers le sujet.
Et ils ont raison – toute cette pollinisation croisée non structurée a certainement abouti à une communauté de recherche dynamique. Toutes ces personnes avec tous leurs antécédents différents qu’elles ont tirés du large éventail de disciplines dont elles sont issues, leurs connaissances et outils partagés ont généré tant de nouvelles idées et connexions au cours des 25 dernières années environ.
Mais aussi excitant que tout cela soit, un chercheur m’a dit que la recherche sur la bioélectricité est aujourd’hui là où l’astronomie était lorsque Galileo a pris un télescope pour la première fois. Les années suivantes n’étaient qu’une corne d’abondance de fruits à portée de main. Ici une lune, là une lune, partout un lune Lune! Mais finalement, arrive-t-il un moment où vous devez vous attacher et formaliser la discipline ? Je ne sais pas, cela ressemble presque à une question pour Kuhn ou Popper.
Vous avez conclu le livre en mentionnant certains des outils en cours de développement pour mieux comprendre l’électrome humain, mais vous avez été bref en raison des contraintes d’espace. Pouvez-vous partager un outil préféré que vous n’avez pas pu couvrir dans le livre ?
Adée : Ça doit être des xénobots. Ce sont des robots (peut-être ?) fabriqués à partir de cellules vivantes de peau de grenouille qui ont été soustraites aux contraintes bioélectriques de leur ancien environnement d’accueil. Je ne les ai mentionnés que dans un contexte particulier dans le livre, mais ces choses vont être si importantes pour tant de recherche et de science appliquée. Loin des signaux qui déterminaient leur comportement et leur identité, ces cellules ont été libérées pour comprendre ce qu’elles feraient si elles pouvaient prendre en charge leur propre destin. En tant que sujets de recherche, ceux-ci pourraient nous en dire long sur la puissance des signaux bioélectriques dans le corps.
Une autre est la batterie développée par des scientifiques du MIT qui pourrait alimenter des implants cérébraux avec des électrons siphonnés du glucose dans le liquide céphalo-rachidien. Si nous pouvons comprendre comment alimenter des appareils dans le corps avec des sources d’énergie totalement biologiques, vous avez maintenant considérablement réduit le risque de ces implants, et c’est une autre voie vers de meilleures données à plus long terme.
La « distribution de personnages » de Nous sommes électriques inclus plusieurs animaux : grenouilles, calamars, salamandres, fucus marins, et même des œufs de lapin non fécondés ! Quel a été l’un de vos exemples préférés de biomimétisme animal ou de capacités animales fascinantes que vous avez rencontré dans vos recherches ?
Adée : Vous trouverez une petite grenouille au bas de la page de titre de chaque version américaine du livre. Ma merveilleuse rédactrice chez Hachette, Mollie Wiesenfeld, a su convaincre l’éditeur de commémorer ces adorables petites créatures pour leurs sacrifices au service de la bioélectricité. En écrivant le livre, je suis tombé amoureux de ces animaux encore plus qu’auparavant (j’avais déjà un tatouage d’une grenouille venimeuse sur mon épaule). Leurs contributions involontaires à la recherche sur la bioélectricité m’ont rendu triste et mal à l’aise – ils ont été dessinés et écartelés, ils ont été coupés en rubans, ils ont été découpés en batteries d’horreur corporelle. Dans plus d’un cas, les zones autour des centres scientifiques qui les utilisaient pour étudier les fonctions bioélectriques manquaient de grenouilles.
C’est pourquoi l’animal de recherche qui me passionne le plus au monde est le jumeau numérique. J’espère que nous ne sommes pas trop loin d’un avenir dans lequel les modèles animaux pourront être de plus en plus remplacés par des répliques numériques haute fidélité de personnes et de systèmes, qui offriraient un substrat d’expérimentation plus direct que ces proxys imparfaits qui n’ont souffert que pour pourrait (souvent) nous conduire sur le chemin du jardin.
Nous sommes électriques est disponible dès maintenant dans les librairies du monde entier et en ligne.
